可逆直流调速系统和PWM调速系统有什么区别? 直流脉宽调速系统的不可逆和可逆电路的区别?

作者&投稿:韦治 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

如图,上面那个只能调节电机单向转速,

而下面的图电机正向反向速度都可以调节,只要控制PWM1和PWM2就可以实现,由图也可看出二图造价是一图的四倍…………

图是简化图,只是用于表达基本原理…………

二图的四个三极管和电机组成的样子很像字母“H”所以就叫“H桥”。

二图就是可逆的…………

 



可逆直流调速系统也可以同时是PWM调速系统,只是控制方面更复杂。如果可逆部分采用电子器件换向成本会是不可逆脉宽调速的四倍以上。

两者是包含的关系吧,PWM包含了可逆直流调速系统,当然还有交流的SPWM和SVPWM

可逆直流调速系统有哪两种实现方法,各有什么特点~

直流调速用可控直流电源
改变电枢电压调速是直流调速系统采用的主要方法,调节电枢供电电压或者改变励磁磁通,都需要有专门的可控直流电源,常用的可控直流电源有以下三种:
(1)旋转变流机组。用交流电动机和直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。
(2)静止可控整流器。用静止的可控整流器,如汞弧整流器和晶闸管整流装置,产生可调的直流电压。
(3)直流斩波器或脉宽调制变换器。用恒定直流电源或不可控整流电源供电,利用直流斩波或脉宽调制的方法产生可调的直流平均电压。
下面分别对各种可控直流电源以及由它供电的直流调速系统作概括性介绍。

静止可控整流器
从20世纪50年代开始,采用汞弧整流器和闸流管这样的静止变流装置来代替旋转变流机组,形成所谓的离子拖动系统。离子拖动系统克服旋转变流机组的许多缺点,而且缩短了响应时间,但是由于汞弧整流器造价较高,体积仍然很大,维护麻烦,尤其是水银如果泄漏,将会污染环境,严重危害身体健康。因此,应用时间不长,到了20世纪60年代又让位给更为经济可靠的晶闸管整流器。
1957年,晶闸管问世,它是一种大功率半导体可控整流元件,俗称可控硅整流元件,简称“可控硅”,20世纪60年代起就已生产出成套的晶闸管整流装置。晶闸管问世以后,变流技术出现了根本性的变革。目前,采用晶闸管整流供电的直流电动机调速系统(即晶闸管-电动机调速系统,简称V-M系统,又称静止Ward-Leonard系统)已经成为直流调速系统的主要形式。图8.1所示是V-M系统的原理框图,图中V是晶闸管可控整流器,它可以是任意一种整流电路,通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位,从而改变整流输出电压平均值 ,实现电动机的平滑调速。和旋转变流机组及离子拖动变流相比,晶闸管整流不仅在经济性和可靠性上都有很大提高,而且在技术性能上显示出很大的优越性。晶闸管可控整流器的功率放大倍数大约在 ,控制功率小,有利于微电子技术引入到强电领域;在控制作用的快速性上也大大提高,有利于改善系统的动态性能。但是,晶闸管整流器也有它的缺点,主要表现在以下方面:
(1)晶闸管一般是单向导电元件,晶闸管整流器的电流是不允许反向的,这给电动机实现可逆运行造成困难。必须实现四象限可逆运行时,只好采用开关切换或正、反两组全控型整流电路,构成V-M可逆调速系统,后者所用变流设备要增多一倍。
(2)晶闸管元件对于过电压、过电流以及过高的du/dt和di/dt十分敏感,其中任一指标超过允许值都可能在很短时间内元件损坏,因此必须有可靠的保护装置和符合要求的散热条件,而且在选择元件时还应保留足够的余量,以保证晶闸管装置的可靠运行。
(3)晶闸管的控制原理决定了只能滞后触发,因此,晶闸管可控制整流器对交流电源来说相当于一个感性负载,吸取滞后的无功电流,因此功率因素低,特别是在深调速状态,即系统在较低速运行时,晶闸管的导通角很小,使得系统的功率因素很低,并产生较大的高次谐波电流,引起电网电压波形畸变,殃及附近的用电设备。如果采用晶闸管整流装置的调速系统在电网中所占容量比重较大,将造成所谓的“电力公害”。为此,应采取相应的无功补偿、滤波和高次谐波的抑制措施。
(4)晶闸管整流装置的输出电压是脉动的,而且脉波数总是有限的。如果主电路电感不是非常大,则输出电流总存在连续和断续两种情况,因而机械特性也有连续和断续两段,连续段特性比较硬,基本上还是直线;断续段特性则很软,而且呈现出显著的非线性。

图8.1 晶闸管-电动机调速系统原理框图(V-M系统)

直流斩波器或脉宽调制变换器
直流斩波器又称直流调压器,是利用开关器件来实现通断控制,将直流电源电压断续加到负载上,通过通、断时间的变化来改变负载上的直流电压平均值,将固定电压的直流电源变成平均值可调的直流电源,亦称直流-直流变换器。它具有效率高、体积小、重量轻、成本低等优点,现广泛应用于地铁、电力机车、城市无轨电车以及电瓶搬运车等电力牵引设备的变速拖动中。
图8.2为直流斩波器的原理电路和输出电压波型,图中VT代表开关器件。当开关VT接通时,电源电压U。加到电动机上;当VT断开时,直流电源与电动机断开,电动机电枢端电压为零。如此反复,得电枢端电压波形如图2.5(b)所示。

图8.2 直流斩波器原理电路及输出电压波型
(a)原理图 (b)电压波型
这样,电动机电枢端电压的平均值为:
(8.1)
式中,T-开关器件的通断周期;
-开关器件的导通时间;
-占空比;
-开关频率。
由式(8.1)可知,直流斩波器的输出电压平均值 可以通过改变占空比 ,即通过改变开关器件导通或关断时间来调节,常用的改变输出平均电压的调制方法有以下三种:
(1)脉冲宽度调制(pulse width modulation,简称PWM)。开关器件的通断周期T保持不变,只改变器件每次导通的时间 ,也就是脉冲周期不变,只改变脉冲的宽度,即定频调宽。
(2)脉冲频率调制(pulse frequency modulation,简称PFW)。开关器件每次导通的时间 不变,只改变通断周期T或开关频率 ,也就是只改变开关的关断时间,即定宽调频,称为调频。
(3)两点式控制。开关器件的通断周期T和导通时间 均可变,即调宽调频,亦可称为混合调制。当负载电流或电压低于某一最小值时,使开关器件导通;当电流或电压高于某一最大值时,使开关器件关断。导通和关断的时间以及通断周期都是不确定的。
构成直流斩波器的开关器件过去用得较多的是普通晶闸管和逆导晶闸管,它们本身没有自关断的能力,必须有附加的关断电路,增加了装置的体积和复杂性,增加了损耗,而且由它们组成的斩波器开关频率低,输出电流脉动较大,调速范围有限。自20世纪70年代以来,电力电子器件迅速发展,研制并生产了多种既能控制其导通又能控制其关断的全控型器件,如门极可关断晶闸管(GTO)、电力电子晶体管(GTR)、电力场效应管(P-MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等,这些全控型器件性能优良,由它们构成的脉宽调制直流调速系统(简称PWM调速系统)近年来在中小功率直流传动中得到了迅猛的发展,与V-M调速相比,PWM调速系统有以下优点:
(1)采用全控型器件的PWM调速系统,其脉宽调制电路的开关频率高,一般在几kHz,因此系统的频带宽,响应速度快,动态抗扰能力强。
(2)由于开关频率高,仅靠电动机电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速性能好,稳速精度高,调速范围宽,同时电动机的损耗和发热都较小。
(3)PWM系统中,主回路的电力电子器件工作在开关状态,损耗小,装置效率高,而且对交流电网的影响小,没有晶闸管整流器对电网的“污染”,功率因数高,效率高。
(4)主电路所需的功率元件少,线路简单,控制方便。
目前,受到器件容量的限制,PWM直流调速系统只用于中、小功率的系统

从硬件看上,可逆与不可逆主要看你的开关管是否是双向的,比如说你用一个简单的二极管整流桥是不可能可逆的,还有就是看你软件控制PWM波怎么发,是否允许可逆,很多情况软件都把可逆这项给屏蔽了,主要是怕倒灌损坏电路。

直流电动机pwm调速原理
答:按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,即可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。在PWM波形中,各脉冲幅值相等,要改变等效输出正弦波幅值时,按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可,因此在交-直-交变频器中,PWM逆变电路输出的脉冲电压就是直流侧电压的幅值。2、根据上述原理,在给出了正弦波频...

什么是DC直流调速,什么是PWM调速?
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直流电机三种调速方式
答:3. PWM调速技术是目前工业应用中最先进的调速技术。它利用脉宽调制技术,通过调整PWM信号的占空比来控制电机的平均电压,进而实现精确的调速。这种方法不仅调速精度高,还能有效降低电机能耗,提升整个系统的能效,因此在现代工业中得到了广泛的应用。综上所述,选择恰当的调速技术对于满足生产需求、提升工作效率...

电机PWM如何调速
答:改变电压随即改变电机电流,转速依据电流的大小来改变。在应用实例中,PWM对调速系统来说,有如下优点:系统的响应速度和稳定精度等指标比较好;电枢电流的脉动量小,容易连续,而且可以不必外加滤波电抗也可以平稳工作;系统的调速范围宽;使用元件少、线路简单。

直流无刷电机PWM调速原理
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电机PWM如何调速
答:这个问题不是在这个篇幅内能说清楚的。简短地说,交流电机调速有交流电机的PWM驱动方式,直流电机调速有直流电机的PWM驱动方式。交流电机的PWM调速原理,主要通过一个频率可变的交流低频信号,去调制一个高频方波驱动电压,从而在电机电枢中得到一个随调制信号频率变化的驱动电流。于是交流电机电枢就在这个电流...

直流无刷电机PWM调速原理
答:直流电机的PWM调速原理与交流电机调速原理不同,它不是通过调频方式去调节电机的转速,而是通过调节驱动电压脉冲宽度的方式,并与电路中一些相应的储能元件配合,改变了输送到电枢电压的幅值,从而达到改变直流电机转速的目的。它的调制方式是调幅。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式,其根据相应载荷的变化来调制...

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直流电机调速与交流电机调速的区别,直流伺服电机PWM控制原理。如何实现...
答:交流电机是靠旋转磁场的作用转动的,而直流电机的励磁磁场是不变的,只是改变电枢电流的方向实现连续转动的。直流电机结构复杂维护不便,但可以实现平滑调速,对于速度要求比较严格的场合多使用直流电机。交流电机结构简单维护方便,但调速比较困难。变频器诞生后也可实现平滑调速。PWM方式晶体管脉宽调制控制方式...

直流调速应用及识图理解
答:3、弱磁调速:通过改变励磁电流来调节转速。弱磁调速适用于高速轻载的场合,能够提高电机的转速上限,但需要使用可调电流的电源。脉宽调制(PWM)调速:通过控制脉冲宽度来调节转速。PWM调速具有精度高、动态响应快、调速范围广等优点,但需要使用专门的PWM控制器。4、直流调速系统的组成:直流调速系统包括控制...